【食安中國網(wǎng)訊】本網(wǎng)最新消息, 上海生科院植物生理生態(tài)研究所植物分子遺傳國家重點(diǎn)實(shí)驗室的晁代印研究組與英國阿伯丁大學(xué)及南京農業(yè)大學(xué)等研究團隊合作，發(fā)現了控制植物內砷積累調控的關(guān)鍵基因HAC1，為培育低砷或無(wú)砷植物奠定了良好基礎。國際學(xué)術(shù)期刊《PLoSBiology》日前在線(xiàn)刊發(fā)了相關(guān)研究論文，并做了專(zhuān)題報道。據悉，該研究團隊是借助PerkinElmer NexION 300D及ElanDRC ICP-MS進(jìn)行植物離子組學(xué)的分析，并使用HPLC-ICP-MS聯(lián)用技術(shù)分析植物樣品中不同形態(tài)的砷含量。

　　據相關(guān)研究發(fā)現，模式植物擬南芥葉片砷含量存在著(zhù)巨大的自然變異，利用全基因組關(guān)聯(lián)分析以及圖位克隆技術(shù)，發(fā)現了控制這一變異的重要功能基因HAC1(High Arsenic Content)。HAC1可有效阻止植物體內砷的積累，而其突變則導致植物體內積累高達數百倍的砷。原來(lái)，該基因可使植物產(chǎn)生砷酸鹽還原酶，并主要分布在根的外皮層及根毛細胞中。由于自然界中的砷多以砷酸鹽的形式存在，而砷酸鹽在化學(xué)性質(zhì)上與磷酸鹽非常相似，因此植物很難區分兩者，從而在吸收礦質(zhì)營(yíng)養磷酸鹽的同時(shí)也將砷酸鹽攝入體內。為了限制砷向地上部遷移而危害植物的生長(cháng)代謝，在植物根部的外表皮和根毛中高度表達HAC1蛋白，有效識別砷酸鹽并將其催化形成與磷酸鹽化學(xué)性質(zhì)迥異的亞砷酸鹽并排出植物體外。該基因的發(fā)現在促進(jìn)我們理解植物耐砷分子機制的同時(shí)，也為將來(lái)培育低砷甚至無(wú)砷農作物提供重要的操作靶標，具有重大的應用潛力。

　　該研究團隊借助PerkinElmer NexION 300D及ElanDRC ICP-MS進(jìn)行植物離子組學(xué)的分析，并使用HPLC-ICP-MS聯(lián)用技術(shù)分析植物樣品中不同形態(tài)的砷含量。離子組學(xué)的概念是由David E. Salt 教授及其同行在2003年提出，它主要研究的是生物體中的離子及其無(wú)機化合物，利用現代高通量的元素分析手段(如ICP-MS/OES)在分析植物離子組的基礎上，結合生物信息學(xué)和功能基因組學(xué)等手段，在基因組的規模上對植物體內的離子譜(Ion Profile)進(jìn)行繪制、對比研究，從而系統地研究揭示植物體內控制離子平衡的遺傳網(wǎng)絡(luò )與分子機制?？梢哉f(shuō)，離子組學(xué)的發(fā)展與PerkinElmer ICP-MS息息相關(guān)，從最初的提出到現在的逐漸成熟，從Elan系列到NexION 350系列ICP-MS，PerkinElmer快速、高效、高靈敏度和優(yōu)異穩定性的儀器將幫助科學(xué)家在植物離子組學(xué)的道路上探索更多自然奧秘。